剪切力作用下内皮细胞形态的动态变化

目的血管内皮细胞在心血管疾病的发生发展过程中扮演着重要的角色,研究心血管疾病发生发展过程中内皮细胞形态及功能的改变对于研究心血管疾病的发病机制至关重要。内皮细胞的形态和功能受血流动力学因素如壁面剪切力的影响。本研究拟采用微流控技术模拟生理条件的壁面剪切力,并以此为基础研究剪切力作用下人脐静脉内皮细胞形态的动态变化。方法使用软光刻技术以聚二甲基硅氧烷(PDMS)构建微芯片,通过微流控技术实现对内皮细胞所受流动剪切力的精确控制,使用延时录像获得微流控芯片中内皮细胞的形态,在此基础上通过图像处理软件Image J以及软件MATLAB,对内皮细胞的形态如形状参数,排列方向,向量场以及速度场等形态学参数进行分析,研究流动剪切力作用下内皮细胞形态的动态变化。结果实现了对微流控芯片中流动剪切力的精确控制,流动环境下内皮细胞生长状态良好,剪切力作用下内皮细胞形状参数由大变小,表示内皮细胞形状由卵圆状变为长梭形,排列方向由随机无序的状态变为有序的状态,可获得内皮细胞向量场的动态变化以及一定时间区间内内皮细胞的速度场。结论本研究可实现对内皮细胞所受剪切力较为精确的控制,内皮细胞形态会发生规律性动态变化。